Artigo de método

Rotação controlada de observadores humanos em um ambiente de realidade virtual

DOI:

10.3791/63699

⸱

21 de abril de 2022

 ,  , 
1School of Psychology, University of Western Australia, 2Falco Enterprise

Neste artigo

Resumo

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A rotação física controlada de um observador humano é desejável para certas aplicações experimentais, recreativas e educacionais. Este artigo descreve um método para converter uma cadeira giratória de escritório em um meio para rotação física controlada em um ambiente de realidade virtual.

Resumo

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

O baixo custo e a disponibilidade de sistemas de Realidade Virtual (VR) têm suportado uma aceleração recente da pesquisa sobre percepção e comportamento em condições mais naturalistas, multissensoriais e imersivas. Uma área de pesquisa que se beneficiou particularmente do uso de sistemas VR é a integração multissensorial, por exemplo, a integração de pistas visuais e vestibulares para dar origem a uma sensação de auto-movimento. Por essa razão, um método acessível para a rotação física controlada de um observador em um ambiente virtual representa uma inovação útil. Este artigo apresenta um método para automatizar a rotação de uma cadeira giratória de escritório, juntamente com um método para integrar esse movimento em uma experiência VR. Utilizando um exemplo de experimento, demonstra-se que o movimento físico, assim produzido, está integrado à experiência visual de um observador de forma coerente com as expectativas; alta integração quando o movimento é congruente com o estímulo visual e baixa integração quando o movimento é incongruente.

Introdução

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Muitas pistas se combinam em condições naturais para produzir uma sensação de auto-movimento1. Produzir tal sentido é um objetivo em muitas aplicações de VR recreativas, de saúde e educacionais 2,3,4,5, e simplesmente entender como as pistas se combinam para dar uma sensação de auto-movimento tem sido um esforço de longo prazo de neurocientistas 6,7,8,9,10,11

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Protocolo

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AVISO: O trabalho elétrico deve ser realizado por uma pessoa qualificada.

1. Procedimento de configuração do sistema mecânico

  1. Fixar a polia principal ao eixo superior da cadeira giratória.
    1. Remova o eixo superior.
      NOTA: Isso normalmente envolve colocar a cadeira de lado e remover um pino na base da cadeira que impede que o eixo superior deslize para fora do eixo inferior.
    2. Ajuste de fricção da polia no eixo.
      1. Use pinças Vernier para obter o diâmetro do eixo. Use um torno para furar o orifício da polia para combinar com o diâmetro do eixo.
      2. Crie orifícios roscados para parafuso....

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Resultados

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O objetivo do experimento de exemplo foi determinar se a adição de rotação física – congruente ou incongruente com o movimento de fundo visual em uma cena - afetou a direção percebida de um alvo em movimento naquela cena. Uma diferença entre movimento físico congruente e incongruente era esperada com base na hipótese de que o movimento de fundo afeta a direção do alvo percebido de acordo com a forma como o sistema visual de um participante atribui a causa do movimento de fundo ao auto-movimento32,33

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Discussão

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Este artigo apresenta um método para adicionar rotação automatizada a uma cadeira de escritório sob o controle de um observador ou experimentador, e um método de acompanhamento para integrar esse movimento em uma experiência virtual. As etapas críticas incluem a fixação mecânica do motor na cadeira, a configuração da potência e o controle elétrico do motor, configurando o Arduino e o computador para conduzir o controlador do motor. A etapa de fixação mecânica requer alguns equipamentos e habilidades especializadas, embor.......

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Divulgações

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Não há conflitos de interesse.

Agradecimentos

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Este trabalho foi apoiado pelas bolsas do Conselho de Pesquisa Australiano DP160104211, DP190103474 e DP190103103.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Fonte de alimentação de 48 V DC (motor)MeanwellRSP-320-48https://www.meanwellaustralia.com.au/products/rsp-320
Fonte de alimentação de 5 V DC (arduino)JaycarMP3295https://www.jaycar.com.au/15w-5v-3a-enclosed-power-supply/p/MP3295?pos=5&queryId=dda344422ab16c6
7f558551ac0acbd40
Ardity plugin para UnityOpen Sourcehttps://ardity.dwilches.com/
Arduino MEGA 2560JaycarXC4420https://www.jaycar.com.au/duinotech-mega-2560-r3-board-for-arduino/p/XC4420?pos=2&queryId=901771805f4bf6e0
ec31d41601d14dc3
SoftwareArduinohttps://www.arduino.cc/en/software
BeltMotionDynamics RFTB10010Escolha um tamanho que se adapte à aplicação. Usamos 60 dentes. https://www.motiondynamics.com.au/polyurethane-timing-belts-16mm-t-10/
Parafusos de suporte (segurando o motor)The Fastner Factory161260x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-35mm-100pc
Parafusos de suporte (não segurando o motor)The FastnerFactory 161258x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-25mm-100pc
Abraçadeira de Ferro AngularAustral WrightMetals 50004813x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Parafusos de fixaçãoA Fábrica de Fixadores161265x 4. https://www.thefastenerfactory.com.au/bolts-and-nuts/all-stainless-bolts/stainless-button-socket-head-cap-screws/stainless-steel-button-socket-head-cap-screw-m6-x-70mm-100pc  
Folhas de fixação (barra plana de aço inoxidável)Austral Wright Metals50004687x 8. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Tampa (acrílica)Bunnings Warehouse1010489https://www.bunnings.com.au/suntuf-900-x-600-x-5mm-grey-acrylic-sheet_p1010489
Tampa de parafusos/porcasBunnings Warehouse247292x 4. https://www.bunnings.com.au/pinnacle-m3-x-16mm-stainless-steel-hex-head-bolts-and-nuts-12-pack_p0247292
Suportes de coberturaBunnings Warehouse44061x 4. https://www.bunnings.com.au/zenith-20mm-zinc-plated-angle-bracket-16-pack_p0044061
Interruptor de desligamento de emergênciaJaycarSP0786https://www.jaycar.com.au/latching-emergency-stop-switch/p/SP0786?pos=1&queryId=5abe9876cf78dc3d
d26b9067fbc36f74
Motor de passo híbrido e driverVevor?Motor de passo de circuito fechado Nema 34 12NM Servo Motor Driver híbrido https://vevor.com.au/products/1712oz-in-nema34-closed-loop-stepper-motor-12nm-hybrid-servo-driver-hsc86-kit?variant=33058303311975
Conector de alimentação de rede IECRS componentes811-7213https://au.rs-online.com/web/p/iec-connectors/8117213
Caixa de instrumento (caixa)JaycarHB6381https://www.jaycar.com.au/abs-instrument-case-with-purge-valve-mpv2/p/HB6381
LEDJaycarZD0205https://www.jaycar.com.au/green-10mm-led-100mcd-round-diffused/p/ZD0205?pos=11&queryId=e596cbd3d71e86
37ab9340cee51175e7& sort=
relevância
Polia principal (cadeira)Motion DynamicsALTP10020Escolha um tamanho adequado à aplicação. Mais dentes = rotação mais lenta. Usamos 36 dentes. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Barras de fixação do motor (barra plana de aço inoxidável)Austral Wright Metals50004687x 4. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
Suportes de montagem (barra plana de aço inoxidável)Austral Wright Metals50004687x 2. https://www.australwright.com.au/products/stainless-steel/stainless-steel-bar-round-flat-angle-square/
PorcasThe Fastner Factory161989x 12. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-nylon-insert-lock-nut-m6-100pc
Interruptor liga/desligaJaycarSK0982https://www.jaycar.com.au/dpdt-illuminated-rocker-large-red/p/SK0982?pos=4&queryId=88e0c5abfa682b74
fa631c6d513abc73& sort=relevance
PotenciômetroJaycarRP8610https://www.jaycar.com.au/10k-ohm-logarithmic-a-single-gang-9mm-potentiometer/p/RP8610?pos=4&queryId=0d1510281ba100d
174b8e3d7f806a020
Parafusos de poliaThe Fastner Factory155856x 5. https://www.thefastenerfactory.com.au/stainless-steel-hex-socket-head-cap-screw-m4-x-25mm-100pc
resistor 150 OhmJaycarRR2554https://www.jaycar.com.au/150-ohm-1-watt-carbon-film-resistors-pack-of-2/p/RR2554?pos=19&queryId=48c6317c73fd361
a42c835398d282c4a& sort=
relevância
Polia pequena (motor)Motion DynamicsALTP10020Escolha um tamanho adequado à aplicação. Mais dentes = rotação mais rápida. Usamos 24 dentes. https://www.motiondynamics.com.au/timing-pulleys-t10-16mm.html
Interruptor de alavanca pequenoJaycarST0555https://www.jaycar.com.au/sealed-mini-toggle-switch/p/ST0555?pos=14&queryId=066b989a151d83
31885c6cec92fba517& sort=
relevância
Software SteamValve Corporationhttps://store.steampowered.com/
Plugin SteamVR para SteamValve Corporationhttps://store.steampowered.com/app/250820/SteamVR/
Software UnityUnity Technologieshttps://unity3d.com/get-unity/download
sistema VRScorptec99HANW007-00HTC Vive Pro com controladores e estações base. https://www.scorptec.com.au/product/gaming-peripherals/vr/72064-99hanw007-00?gclid=Cj0KCQiA5OuNBhCRARIsA
CgaiqX8NjXZ9F6ilIpVmYEhhanm
GA67xLzllk5EmjuG0gnhu4xmiE
_RwSgaAhn8EALw_wcB

Referências

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Campos, J., Bülthoff, H. Multimodal integration during self-motion in virtual reality. The Neural Bases of Multisensory. Murray, M. M., Wallace, M. T. , CRC Press. (2012).
  2. Radianti, J., Majchrzak, T. A., Fromm, J., Wohlgenannt, I. A systematic review of immersi....

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